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信使号携总重量55%的燃料点刹入轨,水星冰层、磁场等奥秘揭晓

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人类进入21世纪后,对宇宙星空的探索进入了全新阶段。

水星作为太阳系八大行星之中最靠近太阳的星球,昼夜温差高达600摄氏度。这颗外形娇小的岩质行星,却拥有八大行星中最快的公转速度,88天就能围绕太阳一圈。忙忙碌碌的水星却略显孤单,不仅没有一颗卫星陪伴,就连以好奇为进步原动力的人类,也只发射过两个探测器去造访这颗并不算太遥远的行星。

按理说,水星创下了太阳系行星的多项纪录,应该是人类探索的大热门。为何却受到如此冷落?

除了水星本身环境恶劣之外,主要还是太阳巨大的引力,阻碍了人类探索的脚步。水星本来就体积小、重量轻,身后还是拥有太阳系99%以上质量的太阳。这使得探测器很难克服太阳强大的引力,精确入轨,恰到好处地对水星展开探索。

上世纪70年代,在美苏冷战、太空争霸的大背景下,美国NASA的水手10号探测器,完成了人类历史上第一次对水星的近距离探索。

水手10号在三次短暂的飞掠探测中,发回了宝贵的科学数据。人们对水星有了更加深入的认识。但是由于是飞掠探测,在匆匆地惊鸿一瞥之下,仅得到为数不多的有用信息。许多重要问题悬而未决。比如,水星磁场之谜、水星稀薄大气来源、水星极地是否存在水冰……

进入21世纪后,2004年,蛰伏了三十多年的NASA再次对水星出手了。

2004年8月3日,NASA的信使号水星探测器,在肯尼迪航天中心由德尔塔二型火箭成功送入太空,奔赴水星。在抵达水星轨道之前,信使号要在茫茫太空中飞行近七年之久。

人类到达月球大约需要7天,人类抵达火星大概耗时7个月。怎么这次去往内侧的水星却要用时7年之久?难道我们不能巧借太阳的引力把探测器顺势拉向水星吗?

其实难点就在于此,顺势加速易,精准点刹难。信使号不同于水手10号只是简单地对水星进行飞掠性探测。它的任务是被水星引力捕获,精准进入水星的环绕轨道,成为绕水星运转的人造卫星。这样才更有利于全方位、持久地探索水星。

总重量超过1吨的信使号,竟携带了600多公斤的燃料,占比高达55%。信使号安装有遮阳伞、太阳能电池板,配备了高性能成像系统、伽玛射线仪、磁力计、激光高度计等等科学仪器。

全副武装的信使号在6年半的时间里,飞行了79亿公里,使用助推器进行了5次轨道修正,并且6次飞掠太阳系内侧行星,巧用它们的引力拖拽效应,控制速度。其中,飞掠地球一次,经过金星两次,在水星附近徘徊了三次。

2011年3月18日12时45分(UTC),信使号见时机成熟,助推器再次点火,精确制动,以每秒868公里的速度成功进入环水星轨道,成为首颗围绕水星运行的人造卫星探测器。

接下来的4年里,信使号对水星进行了全方位的深入探测。在科学家一圈一圈地努力下,很多谜题随之解开。

信使号最大的成就莫过于在水星极地发现了大量水冰。据估计,可能有数十亿吨,这些冰平铺在美国首都华盛顿,厚度可达3200米。

水星稀薄大气的成因,或是因为太靠近太阳,俘获了太阳风中的物质,加之水星岩石中的铀、钍等放射性元素通过α衰变释放出的气体。

信使号还发现,在水星浅薄的地壳下,可能拥有一个巨大的液态铁核,直径占了水星直径的85%之多。这或许是水星拥有如地球一般的磁场的原因。

2015年4月30日,信使号燃料耗尽,受控撞向水星,在水星北极地区留下了一个篮球场大小的撞击坑。这个撞击坑可以用作研究水星表面的风化效果。

信使号这位为水星探索而奋战了10年零8个月的勇士,以这样的方式结束了自己的生命。

2018年10月20日,信使号的后继者——贝皮可伦坡号水星探测器踏上了伟大征程。这个以著名意大利科学家与工程师朱塞佩·科伦坡命名的探测器,是由欧空局和日本宇宙航空研究开发机构合作研制的。贝皮可伦坡号预计将飞掠地球1次,飞掠金星2次,飞掠水星5次。最后于2025年12月进入水星环绕轨道,围绕水星进行科学探索。

届时,贝皮可伦坡号将传回怎样震撼的信息,神秘的水星还会给人类带来何种惊喜,我们拭目以待!

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